一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚合物填充改性技术，具体涉及一种高填充聚乙烯共混改性物及其制 备方法和应用。 (二）
【背景技术】
[0002] 聚合物填充改性技术的研宄己经有很长历史。填充改性最初目的是增量及降低成 本，现在发展到增强增韧基体树脂，提高产品技术含量，赋予其独特的性能和功能，增加其 附加值。高填充改性聚烯烃材料广泛用于聚烯烃薄膜、编织袋、打包带、管材、片材和注塑、 汽车及家用电器部件。此外，高填充量聚乙烯中含有大量的无机填料，由于无机物在土壤中 的溶解，可提高填充材料的降解性。高填充、高性能聚烯烃复合材料对减少石油资源用量、 降低生产成本、治理"白色污染"具有重要的现实意义。
[0003] 随着填充量的增大，体系粘度急剧增加，材料的流动性大大下降。加工性能变差， 同时也会因为无机粉体在树脂中分散困难，最大填充量降低。如何使高填充聚合物获得某 一优异性能的同时，保持其良好的加工性能就成为了一个挑战性的课题。
[0004] 中国专利CN85106222公开的是高填充硬质和软质聚氯乙烯产品，该方法是采用 表面活性剂处理填料。在聚氯乙烯塑料产品中增加填料用量（20~50份），并选用廉价增 塑剂等添加剂制备而成。该专利填料含量不够高。
[0005] 中国专利CN104109289A公开的一种高填充注塑材料组合物及其制备方法，该方 法采用聚丙稀50~80重量份、聚乙稀1~15重量份、乙烯基共聚物橡胶1~25重量份、聚 苯乙烯10~20重量份、超微细无机填料80~150重量份、玻璃空心微球5~30重量份、 聚丙烯成核剂〇. 01~1重量份、极性聚丙烯5~20重量份以及抗氧剂0. 5~5重量份，经 双螺杆挤出制备。由该专利公开的内容可知，该专利用料的配方较复杂。
[0006] 中国专利CN104403199A公开的是一种挤出级高填充聚丙烯复合材料及其制备方 法。它是由PP树脂48~70 %，超细压缩滑石粉27~45 %，抗氧剂0. 1~2 %，分散剂2~ 5%在210±10°C下，混合而成。由该专利公开的内容可知，其基体树脂是PP并且其无机填 料的含量没有超过50%。 (三）
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高填充聚乙烯共混改性物及其制 备方法和应用。
[0008] -种高填充聚乙烯共混改性物，所述的共混改性物由如下重量份的原料组成：聚 乙烯15~35份，无机填料60~80份，超支化聚合物0. 5~2份，偶联剂1. 2~1. 7份， 润滑剂2~5份；其中，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、 茂金属聚乙烯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉、 玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物，且所述无机填料的粒径为1000 目~3000目；所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的一 种或两种以上任意比例的混合物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、错酸酯偶联 剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙 撑双油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或两种以上任意比例的混合物。
[0009] 本发明所述的高填充聚乙烯共混改性物，优选所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低 密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种。
[0010] 优选所述的无机填料为碳酸钙、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例 的混合物。
[0011] 优选所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的 一种。
[0012] 优选所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
[0013] 优选所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的一 种或两种以上任意比例的混合物。
[0014] 本发明还提供了 一种高填充聚乙烯共混改性物的制备方法，所述的制备方法为： 按照原料配方，将聚乙烯、无机粉体、超支化聚合物、偶联剂、润滑剂加入密炼机密炼5~15 分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制得高填充聚乙烯共混改 性物；所述密炼机的温度为140~180°C，转速为40~80rpm ;所述单螺杆挤出机的加工温 度为150~190°C。
[0015] 本发明高填充聚乙烯共混改性物可采用挤出成型的方法进行加工，应用于纸张、 3D打印以及包装材料等领域。
[0016] 本发明具有如下优点：工艺简单，操作简便，所制得的共混改性物中填料含量高达 60 %以上，填料分散均匀，表面光滑，具有优良的熔体流动性能。 (四）【具体实施方式】
[0017] 下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于 对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员可以 根据上述内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
[0018] 实施例1
[0019] 分别称取低密度聚乙烯15g，1000目玻璃微珠75g，3000目硅灰石5g，超支化聚酰 胺-胺2g，硅烷偶联剂（A151) I. 7g，聚乙烯蜡2g，乙撑双硬酯酰胺0. 3g，一起加入密炼机密 炼15分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯 共混改性物；所述密炼机的温度为140°C，转速为40rpm ;挤出机从进料口到模口的加热控 制区段的各区温度为一区150°C、二区160°C、三区160°C、四区160°C，机头温度160°C。
[0020] 实施例2
[0021] 分别称取线性低密度聚乙烯22g，2000目碳酸钙70g，超支化聚乙烯2g，钛酸酯偶 联剂（A151) I. 4g，聚乙烯蜡4g，硬酯酸0. 6g -起加入密炼机密炼12分钟，然后将密炼均 匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改性物；所述密炼机 的温度为160°C，转速为SOrpm ;挤出机从进料口到模口的加热控制区段的各区温度为一区 160°C、二区 170°C、三区 170°C、四区 170°C，机头温度 170°C。
[0022] 实施例3
[0023] 分别称取高密度聚乙烯35g，2000目碳酸钙60g，超支化聚酯0. 6g，铝酸酯偶联剂 (A151) I. 2g，聚乙烯蜡2g，乙撑双油酸酰胺0. 6g，硬酯酸0. 6g -起加入密炼机密炼12分 钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改 性物；所述密炼机的温度为180°C，转速为60rpm ;挤出机从进料口到模口的加热控制区段 的各区温度为一区180°C、二区190°C、三区190°C、四区190°C，机头温度190°C。
[0024] 实施例4
[0025] 分别称取低密度聚乙烯20g，2000目碳酸钙75g，超支化聚乙烯lg，铝酸酯偶联剂 (A151) I. 2g，聚乙烯蜡4g，硬酯酸0. 6g -起加入密炼机密炼12分钟，然后将密炼均匀的混 合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制备高填充的聚乙烯共混改性物；所述密炼机的温度 为140°C，转速为60rpm ;挤出机从进料口到模口的加热控制区段各区温度为一区150°C、二 区160°C、三区160°C、四区160°C，机头温度160°C。
[0026] 实施例1~4制备的高填充聚乙烯共混改性物的性能见表1。
[0027] 表1实施例1~4制备的高填充聚乙烯共混改性物的性能
【主权项】
1. 一种高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的共混改性物由如下重量份的原 料组成：聚乙烯15~35份，无机填料60~80份，超支化聚合物0. 5~2份，偶联剂1. 2~ 1. 7份，润滑剂2~5份；其中，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度 聚乙烯、茂金属聚乙烯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的无机填料为碳酸钙、 滑石粉、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物，且所述无机填料的粒径 为1000目~3000目；所述的超支化聚合物为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚 酯中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝 酸酯偶联剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬 酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或两种以上任意比例的混合物。
2. 如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的聚乙烯为高密 度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种。
3. 如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的无机填料为碳 酸钙、玻璃微珠、硅灰石中的一种或两种以上任意比例的混合物。
4. 如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的超支化聚合物 为超支化聚酰胺-胺、超支化聚乙烯、超支化聚酯中的一种。
5. 如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷 偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
6. 如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物，其特征在于，所述的润滑剂为聚乙 烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的一种或两种以上任意比例的混合物。
7. 如权利要求1所述的高填充聚乙烯共混改性物的制备方法，其特征在于，所述的制 备方法为：按照原料配方，将聚乙烯、无机粉体、超支化聚合物、偶联剂、润滑剂加入密炼机 密炼5~15分钟，然后将密炼均匀的混合物经单螺杆挤出机挤出造粒，即可制得高填充聚 乙烯共混改性物；所述密炼机的温度为140~180°C，转速为40~80rpm ;所述单螺杆挤出 机的加工温度为150~190°C。
8. 如权利要求1~6之一所述的高填充聚乙烯共混改性物在纸张、3D打印以及包装材 料中的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种高填充聚乙烯共混改性物及其制备方法，以及在纸张、3D打印以及包装材料中的应用；所述的共混改性物由如下重量份的原料组成：聚乙烯15～35份，无机填料60～80份，超支化聚合物0.5～2份，偶联剂1.2～1.7份，润滑剂2～5份；本发明工艺简单，操作简便，所制得的高填充聚乙烯共混改性物中填料含量高达60％以上，填料分散均匀，表面光滑，具有优良的熔体流动性能。
【IPC分类】C08K5-20, C08L23-08, C08K5-09, C08K13-04, C08K7-20, C08K3-26, C08L23-06, C08K3-34, B29C47-92, C08K5-10, C08L67-00, B29B9-10, C08K13-02, C08K5-5425
【公开号】CN104861266
【申请号】CN201510234531
【发明人】范萍, 杨晋涛, 陈枫, 费正东, 钟明强
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月8日